チオール化した液晶分子を用いた金属ナノ粒子の創製-外部電場による光学特性の制御-

本研究の目的は、チオール化した液晶分子を用いて金属ナノ粒子を創製し、その光機能を外部電場により制御することである。昨年度までに、シアノビフェニル系液晶分子のアルキル末端をチオール化する方法を確立し、光還元法および配位子置換法によって金ナノ粒子を創製することに成功している。今年度は、液晶分子の軸異方性の特徴を活かすために、等方的なナノ粒子だけでなく、異方性の高いナノロッドの作製を試みた。はじめに、シード成長法により界面活性剤によって保護された金ナノロッドを合成した。続いて、チオール化した液晶分子を加え、配位子置換により液晶分子が結合したナノロッドを得た。このナノロッドは長軸方向に相互に配列し、2次元ネットワーク構造を形成することが分かった。これは、液晶分子が有する分子間相互作用に基づくものと考えている。さらに、今年度はナノ粒子の発光現象の制御を追究するために、発光量子収率の高い化合物半導体ナノ粒子と液晶分子を組み合わせる試みを行った。セレン化カドミウムナノ粒子は界面活性剤の存在下で核を成長させる方法で合成される。しかし、この方法では核の段階で表面欠陥が生じて量子収率が低下してしまう。そこで、液晶分子のアルキル末端をジセレニド化してナノ粒子合成の段階で核の構成要素とする方法を考案した。外部電場効果については、配位子置換法によって調製した〜2nmのサイズの金ナノ粒子の光散乱に対して測定を試みたが、プラズモン吸収強度が小さいことから非線形光学特性の評価が困難であった。これからの継続課題として、液晶分子が結合したナノロッドの配列をそろえて非線形光学特性を明らかにすること、化合物半導体ナノ粒子の発光現象に対する外部電場効果を追究することを考えている。

本研究の目的は、チオール化した液晶分子を用いて金属ナノ粒子を創製し、その光機能を外部電場により制御することである。昨年度までに、シアノビフェニル系液晶分子のアルキル末端をチオール化する方法を確立し、光還元法および配位子置換法によって金ナノ粒子を創製することに成功している。今年度は、液晶分子の軸異方性の特徴を活かすために、等方的なナノ粒子だけでなく、異方性の高いナノロッドの作製を試みた。はじめに、シード成長法により界面活性剤によって保護された金ナノロッドを合成した。続いて、チオール化した液晶分子を加え、配位子置換により液晶分子が結合したナノロッドを得た。このナノロッドは長軸方向に相互に配列し、2次元ネットワーク構造を形成することが分かった。これは、液晶分子が有する分子間相互作用に基づくものと考えている。さらに、今年度はナノ粒子の発光現象の制御を追究するために、発光量子収率の高い化合物半導体ナノ粒子と液晶分子を組み合わせる試みを行った。セレン化カドミウムナノ粒子は界面活性剤の存在下で核を成長させる方法で合成される。しかし、この方法では核の段階で表面欠陥が生じて量子収率が低下してしまう。そこで、液晶分子のアルキル末端をジセレニド化してナノ粒子合成の段階で核の構成要素とする方法を考案した。外部電場効果については、配位子置換法によって調製した〜2nmのサイズの金ナノ粒子の光散乱に対して測定を試みたが、プラズモン吸収強度が小さいことから非線形光学特性の評価が困難であった。これからの継続課題として、液晶分子が結合したナノロッドの配列をそろえて非線形光学特性を明らかにすること、化合物半導体ナノ粒子の発光現象に対する外部電場効果を追究することを考えている。